Signal to noise considerations for single crystal femtosecond time resolved crystallography of the Photoactive Yellow Protein

Faraday Discussions

Volumn 171, Issue , 2014, Pages 439-455

  Van Thor, Jasper J ^a   Warren, Mark M ^a   Lincoln, Craig N ^a   Chollet, Matthieu ^b   Lemke, Henrik Till ^b   Fritz, David M ^b   Schmidt, Marius ^c   Tenboer, Jason ^c   Ren, Zhong ^e   Srajer, Vukica ^e   Moffat, Keith ^d,e   Graber, Tim ^e,f  

^a IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^b SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

^c UNIVERSITY OF WISCONSIN MILWAUKEE   (United States)

^d UNIVERSITY OF CHICAGO   (United States)

^e UNIVERSITY OF CHICAGO   (United States)

^f WASHINGTON STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BACTERIAL PROTEIN; PHOTOACTIVE YELLOW PROTEIN, BACTERIA; VISUAL PROTEINS AND PIGMENTS;

CHEMISTRY; PROCEDURES; SIGNAL NOISE RATIO; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

BACTERIAL PROTEINS; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; PHOTORECEPTORS, MICROBIAL; SIGNAL-TO-NOISE RATIO;

EID: 84912026982     PISSN: 13596640     EISSN: 13645498     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4fd00011k     Document Type: Article

References (52)

1. J. C. J. M. Glownia, J. Andreasson, A. Belkacem, N. Berrah, C. I. Blaga, C. Bostedt, J. Bozek, L. F. DiMauro, L. Fang, J. Frisch, O. Gessner, M. Gãhr, J. Hajdu, M. P. Hertlein, M. Hoener, G. Huang, O. Kornilov, J. P. Marangos, A. M. March, B. K. McFarland, H. Merdji, V. S. Petrovic, C. Raman, D. Ray, D. A. Reis, M. Trigo, J. L. White, W. White, R. Wilcox, L. Young, R. N. Coffee and P. H. Bucksbaum, Opt. Express, 2010, 18, 17620-17630.
2. C. N. Lincoln, A. E. Fitzpatrick and J. J. van Thor, Phys. Chem. Chem. Phys., 2012, 14, 15752-15764.
3. Y. Imamoto, M. Kataoka, F. Tokunaga, T. Asahi and H. Masuhara, Biochemistry, 2001, 40, 6047-6052.
4. Y. Imamoto, K. Mihara, F. Tokunaga and M. Kataoka, Biochemistry, 2001, 40, 14336-14343.
5. Y. Imamoto, H. Kamikubo, M. Harigai, N. Shimizu and M. Kataoka, Biochemistry, 2002, 41, 13595-13601.
6. S. Devanathan, A. Pacheco, L. Ujj, M. Cusanovich, G. Tollin, S. Lin and N. Woodbury, Biophys. J., 1999, 77, 1017-1023.
7. K. J. Hellingwerf, Antonie van Leeuwenhoek, 2002, 81 , 51-59.
8. J. Hendriks, T. Gensch, L. Hviid, M. A. van Der Horst, K. J. Hellingwerf and J. J. van Thor, Biophys. J., 2002, 82, 1632-1643.
9. W. D. Hoff, A. Xie, I. H. Van Stokkum, X. J. Tang, J. Gural, A. R. Kroon and K. J. Hellingwerf, Biochemistry, 1999, 38, 1009-1017.
10. T. E. Meyer, G. Tollin, T. P. Causgrove, P. Cheng and R. E. Blankenship, Biophys. J., 1991, 59, 988-991.
11. M. Unno, M. Kumauchi, N. Hamada, F. Tokunaga and S. Yamauchi, J. Biol. Chem., 2004, 279, 23855-23858.
12. M. A. van der Horst, W. Laan, S. Yeremenko, A. Wende, P. Palm, D. Oesterhelt and K. J. Hellingwerf, Photochem. Photobiol. Sci., 2005, 4, 688-693.
13. B. Borucki, C. P. Joshi, H. Otto, M. A. Cusanovich and M. P. Heyn, Biophys. J., 2006, 91 , 2991-3001.
14. J. T. Kennis and M. L. Groot, Curr. Opin. Struct. Biol., 2007, 17, 623-630.
15. D. S. Larsen and R. van Grondelle, ChemPhysChem , 2005, 6, 828-837.
16. I. H. van Stokkum, B. Gobets, T. Gensch, F. Mourik, K. J. Hellingwerf, R. Grondelle and J. T. Kennis, Photochem. Photobiol., 2006, 82, 380-388.
17. L. J. van Wilderen, M. A. van der Horst, I. H. van Stokkum, K. J. Hellingwerf, R. van Grondelle and M. L. Groot, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. , 2006, 103, 15050-15055.
18. M. L. Groot, L. J. van Wilderen, D. S. Larsen, M. A. van der Horst, I. H. van Stokkum, K. J. Hellingwerf and R. van Grondelle, Biochemistry, 2003, 42, 10054-10059.
19. M. L. Groot, L. J. van Wilderen and M. Di Donato, Photochem. Photobiol. Sci., 2007, 6, 501-507.
20. C. P. Joshi, B. Borucki, H. Otto, T. E. Meyer, M. A. Cusanovich and M. P. Heyn, Biochemistry, 2006, 45, 7057-7068.
21. D. S. Larsen, M. Vengris, I. H. van Stokkum, M. A. van der Horst, F. L. de Weerd, K. J. Hellingwerf and R. van Grondelle, Biophys. J., 2004, 86, 2538-2550.
22. A. D. Stahl, M. Hospes, K. Singhal, I. van Stokkum, R. van Grondelle, M. L. Groot and K. J. Hellingwerf, Biophys. J., 2011, 101, 1184-1192.
23. B. Perman, V. Srajer, Z. Ren, T. Teng, C. Pradervand, T. Ursby, D. Bourgeois, F. Schotte, M. Wulff, R. Kort, K. Hellingwerf and K. Moffat, Science, 1998, 279, 1946-1950.
24. H. Ihee, S. Rajagopal, V. Srajer, R. Pahl, S. Anderson, M. Schmidt, F. Schotte, P. A. Anfinrud, M. Wulff and K. Moffat, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2005, 102, 7145-7150.
25. Y. O. Jung, J. H. Lee, J. Kim, M. Schmidt, K. Moffat, V. Srajer and H. Ihee, Nat. Chem., 2013, 5, 212-220.
26. M. Schmidt, V. Srajer, R. Henning, H. Ihee, N. Purwar, J. Tenboer and S. Tripathi, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr., 2013, 69, 2534-2542.
27. V. Srajer, T. Teng, T. Ursby, C. Pradervand, Z. Ren, S. Adachi, W. Schildkamp, D. Bourgeois, M. Wulff and K. Moffat, Science, 1996, 274, 1726-1729.
28. F. Schotte, M. Lim, T. A. Jackson, A. V. Smirnov, J. Soman, J. S. Olson, G. N. Phillips, Jr., M. Wulff and P. A. Anfinrud, Science, 2003, 300, 1944-1947.
29. J. E. Knapp, R. Pahl, V. Srajer and W. E. Royer, Jr., Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2006, 103, 7649-7654.
30. A. B. Wohri, G. Katona, L. C. Johansson, E. Fritz, E. Malmerberg, M. Andersson, J. Vincent, M. Eklund, M. Cammarata, M. Wulff, J. Davidsson, G. Groenhof and R. Neutze, Science, 2010, 328, 630-633.
31. F. Schotte, H. S. Cho, V. R. Kaila, H. Kamikubo, N. Dashdorj, E. R. Henry, T. J. Graber, R. Henning, M. Wulff, G. Hummer, M. Kataoka and P. A. Anfinrud, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2012, 109, 19256-19261.
32. H. N. Chapman, P. Fromme, A. Barty, T. A. White, R. A. Kirian, A. Aquila, M. S. Hunter, J. Schulz, D. P. DePonte, U. Weierstall, R. B. Doak, F. Maia, A. V. Martin, I. Schlichting, L. Lomb, N. Coppola, R. L. Shoeman, S. W. Epp, R. Hartmann, D. Rolles, A. Rudenko, L. Foucar, N. Kimmel, G. Weidenspointner, P. Holl, M. N. Liang, M. Barthelmess, C. Caleman, S. Boutet, M. J. Bogan, J. Krzywinski, C. Bostedt, S. Bajt, L. Gumprecht, B. Rudek, B. Erk, C. Schmidt, A. Homke, C. Reich, D. Pietschner, L. Struder, G. Hauser, H. Gorke, J. Ullrich, S. Herrmann, G. Schaller, F. Schopper, H. Soltau, K. U. Kuhnel, M. Messerschmidt, J. D. Bozek, S. P. Hau-Riege, M. Frank, C. Y. Hampton, R. G. Sierra, D. Starodub, G. J. Williams, J. Hajdu, N. Timneanu, M. M. Seibert, J. Andreasson, A. Rocker, O. Jonsson, M. Svenda, S. Stern, K. Nass, R. Andritschke, C. D. Schroter, F. Krasniqi, M. Bott, K. E. Schmidt, X. Y. Wang, I. Grotjohann, J. M. Holton, T. R. M. Barends, R. Neutze, S. Marchesini, R. Fromme, S. Schorb, D. Rupp, M. Adolph, T. Gorkhover, I. Andersson, H. Hirsemann, G. Potdevin, H. Graafsma, B. Nilsson and J. C. H. Spence, Nature, 2011, 470, 73-U81.
33. T. R. Barends, L. Foucar, S. Botha, R. B. Doak, R. L. Shoeman, K. Nass, J. E. Koglin, G. J. Williams, S. Boutet, M. Messerschmidt and I. Schlichting, Nature, 2013.
34. T. R. Barends, L. Foucar, R. L. Shoeman, S. Bari, S. W. Epp, R. Hartmann, G. Hauser, M. Huth, C. Kieser, L. Lomb, K. Motomura, K. Nagaya, C. Schmidt, R. Strecker, D. Anielski, R. Boll, B. Erk, H. Fukuzawa, E. Hartmann, T. Hatsui, P. Holl, Y. Inubushi, T. Ishikawa, S. Kassemeyer, C. Kaiser, F. Koeck, N. Kunishima, M. Kurka, D. Rolles, B. Rudek, A. Rudenko, T. Sato, C. D. Schroeter, H. Soltau, L. Strueder, T. Tanaka, T. Togashi, K. Tono, J. Ullrich, S. Yase, S. I. Wada, M. Yao, M. Yabashi, K. Ueda and I. Schlichting, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr., 2013, 69, 838-842.
35. L. C. Johansson, D. Arnlund, G. Katona, T. A. White, A. Barty, D. P. Deponte, R. L. Shoeman, C. Wickstrand, A. Sharma, G. J. Williams, A. Aquila, M. J. Bogan, C. Caleman, J. Davidsson, R. B. Doak, M. Frank, R. Fromme, L. Galli, I. Grotjohann, M. S. Hunter, S. Kassemeyer, R. A. Kirian, C. Kupitz, M. Liang, L. Lomb, E. Malmerberg, A. V. Martin, M. Messerschmidt, K. Nass, L. Redecke, M. M. Seibert, J. Sjohamn, J. Steinbrener, F. Stellato, D. Wang, W. Y. Wahlgren, U. Weierstall, S. Westenhoff, N. A. Zatsepin, S. Boutet, J. C. Spence, I. Schlichting, H. N. Chapman, P. Fromme and R. Neutze, Nat Commun, 2013, 4, 2911.
36. S. Boutet, L. Lomb, G. J. Williams, T. R. Barends, A. Aquila, R. B. Doak, U. Weierstall, D. P. DePonte, J. Steinbrener, R. L. Shoeman, M. Messerschmidt, A. Barty, T. A. White, S. Kassemeyer, R. A. Kirian, M. M. Seibert, P. A. Montanez, C. Kenney, R. Herbst, P. Hart, J. Pines, G. Haller, S. M. Gruner, H. T. Philipp, M. W. Tate, M. Hromalik, L. J. Koerner, N. van Bakel, J. Morse, W. Ghonsalves, D. Arnlund, M. J. Bogan, C. Caleman, R. Fromme, C. Y. Hampton, M. S. Hunter, L. C. Johansson, G. Katona, C. Kupitz, M. Liang, A. V. Martin, K. Nass, L. Redecke, F. Stellato, N. Timneanu, D. Wang, N. A. Zatsepin, D. Schafer, J. Defever, R. Neutze, P. Fromme, J. C. Spence, H. N. Chapman and I. Schlichting, Science, 2012, 337 , 362-364.
37. R. Neutze and K. Moffat, Curr. Opin. Struct. Biol., 2012, 22, 651-659.
38. A. G. Leslie, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr., 2006, 62, 48-57.
39. W. Kabsch, J. Appl. Crystallogr., 1988, 21, 916-924.
40. M. D. Winn, C. C. Ballard, K. D. Cowtan, E. J. Dodson, P. Emsley, P. R. Evans, R. M. Keegan, E. B. Krissinel, A. G. Leslie, A. McCoy, S. J. McNicholas, G. N. Murshudov, N. S. Pannu, E. A. Potterton, H. R. Powell, R. J. Read, A. Vagin and K. S. Wilson, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr., 2011, 67, 235-242.
41. Z. Otwinowski and W. Minor, Methods Enzymol., 1997, 276, 307-326.
42. G. N. Murshudov, P. Skubak, A. A. Lebedev, N. S. Pannu, R. A. Steiner, R. A. Nicholls, M. D. Winn, F. Long and A. A. Vagin, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr., 2011, 67, 355-367.
43. G. E. Borgstahl, D. R. Williams and E. D. Getzoff, Biochemistry, 1995, 34, 6278-6287.
44. T. Graber, S. Anderson, H. Brewer, Y. S. Chen, H. S. Cho, N. Dashdorj, R. W. Henning, I. Kosheleva, G. Macha, M. Meron, R. Pahl, Z. Ren, S. Ruan, F. Schotte, V. Srajer, P. J. Viccaro, F. Westferro, P. Anfinrud and K. Moffat, J. Synchrotron Radiat. , 2011, 18, 658-670.
45. D. Liebschner, M. Dauter, G. Rosenbaum and Z. Dauter, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr., 2012, 68, 1430-1436.
46. Z. W. Hu, Y. S. Chu, B. Lai, B. R. Thomas and A. A. Chernov, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr., 2004, 60, 621-629.
47. D. Lubbert, A. Meents and E. Weckert, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr., 2004, 60, 987-998.
48. J. Amann, W. Berg, V. Blank, F. J. Decker, Y. Ding, P. Emma, Y. Feng, J. Frisch, D. Fritz, J. Hastings, Z. Huang, J. Krzywinski, R. Lindberg, H. Loos, A. Lutman, H. D. Nuhn, D. Ratner, J. Rzepiela, D. Shu, Y. Shvyd'ko, S. Spampinati, S. Stoupin, S. Terentyev, E. Trakhtenberg, D. Walz, J. Welch, J. Wu, A. Zholents and D. Zhu, Nat. Photonics, 2012, 6, 693-698.
49. K. Diederichs and P. A. Karplus, Nat. Struct. Biol., 1997, 4, 269-275.
50. P. Evans, Acta Crystallogr., Sect. D: Biol. Crystallogr., 2006, 62, 72-82.
51. K. Moffat, Nat. Struct. Biol., 1998, 5, 641-643.
52. S. Rajagopal, K. S. Kostov and K. Moffat, J. Struct. Biol., 2004, 147, 211-222.